Algorithme SIMPLE de Patankar pour le couplage pression-vitesse

Tal como já foi referido anteriormente, embora seja o princípio base do conceito de NZEB, a satisfação do balanço não é suficiente para caracterizar totalmente um NZEB. A satisfação do balanço não é, por si só, uma garantia de que o edifício está projetado de forma a minimizar o seu impacto em termos de consumo energético (Sartori et al., 2012). Este documento foca-se em edifícios que não são independentes, ou seja, que estão conectados às redes de energia, pelo que se torna necessário garantir que os edifícios trabalhem beneficamente em relação às necessidades das redes e não coloque “stress” adicional ao seu funcionamento. Por essa razão, é importante avaliar a interação entre o edifício e a rede de energia, ou seja, estabelecer características que reflitam a capacidade de um edifício trabalhar em sinergia com a rede. Neste documento são apresentadas duas características de compatibilidade temporal de energia, mencionadas em Sartori et al. (2012) e no relatório da REHVA (2013): a compatibilidade de carga, que corresponde à capacidade do edifício coincidir a geração local com a própria carga do edifício, e a interação com a rede, que corresponde à capacidade do edifício de coincidir a geração local com as necessidades das redes locais. Vários indicadores têm sido propostos para avaliar estas duas caraterísticas, os quais devem ser calculados para cada vetor energético separadamente. Caso o objetivo seja avaliar os efeitos sazonais, são necessários dados numa resolução mensal; para uma avaliação do efeito dos picos de carga, é necessária uma resolução mais exigente, numa base horária ou sub-horária (Sartori et al, 2012). É de notar que se pretende que tais indicadores sejam utilizados apenas como ferramentas de avaliação, ou seja, não existe nenhum valor positivo ou negativo inerente aos indicadores. Por exemplo, aumentar a compatibilidade de carga pode ou não ser apropriado dependendo das circunstâncias no “lado” da rede (Sartori et al, 2012).

Compatibilidade de carga

Tal como já foi referido anteriormente, a energia produzida localmente pode ser utilizada para cobrir as necessidades de energia dos sistemas técnicos do edifício, reduzindo assim a quantidade de energia importada para o edifício (consumo-próprio). No entanto, na ausência de armazenamento, a energia renovável produzida localmente só pode ser utilizada para consumo próprio no instante imediato da sua produção. Caso nesse instante a produção exceda a procura, o excedente de energia produzida tem que ser exportado para a rede. Os indicadores de compatibilidade de carga funcionam como quantificadores da capacidade do edifício de coincidir a geração local com a própria carga do edifício. No relatório da REHVA (2013) e em Sartori et al (2012), são apresentados dois indicadores de compatibilidade de carga: o índice de fração de energia renovável e o índice de compatibilidade de energia renovável.

 Índice de Fração de Energia Renovável – REF (Renewable Energy Fraction Index)

É a fração da procura (para determinado vetor energético) que é coberta por energia renovável produzida no local. Na ausência de armazenamento, é determinado pela razão entre o consumo- próprio e a procura total.

 Índice de Compatibilidade de Energia Renovável – REM (Renewable Energy Matching Index)

É a fração de energia renovável produzida no local que é utilizada como consumo-próprio. Na ausência de armazenamento, é determinado pela razão entre o consumo-próprio e a produção de energia no local.

Assim sendo, para o cálculo dos indicadores de compatibilidade de carga, é necessário conhecer os perfis de consumo e de produção local. O cálculo de tais indicadores é bastante sensível à resolução

temporal considerada. Por exemplo, estudos indicam que, considerando uma base mensal, semanal ou diária, um sistema fotovoltaico consegue obter um índice de compatibilidade de carga (REF) na ordem dos 60% a 80% (REHVA, 2013; Voss et al., 2010; Widen et al., 2009). No entanto, considerando uma resolução de dados horária ou sub-horária, os valores já se encontram na ordem dos 30%, sendo que tal redução se deve essencialmente a picos de carga e à completa dependência da rede durante a noite, quando não há radiação).

Caso o objetivo seja apenas avaliar os efeitos sazonais, uma resolução mensal é suficiente. Tal análise fornece o mesmo tipo de informação que o balanço mensal líquido (ver secção 5.3.2.Tipo de balanço) mas de forma mais completa, uma vez que diferencia os vetores energéticos e não é distorcia pelo sistema de ponderação. Para uma avaliação do efeito dos picos de carga, é necessária uma resolução mais exigente, numa base horária ou sub-horária.

É de notar que os índices de compatibilidade de carga permitem a distinção entre edifícios que são classificados como NZEB devido a um consumo-próprio elevado ou à utilização da rede como forma de armazenamento. É de notar que, desta forma, edifícios com um indicador de compatibilidade carga elevado serão beneficiados numa análise com base num balanço de payback (ver secção 5.2.3b)Sistema de ponderação assimétrico).

Interação com a rede

Vários indicadores têm sido propostos com o objetivo de analisar a interação entre os edifícios e as redes energéticas, tanto do ponto de visto do edifício como da perspetiva da rede (Sartori et al., 2012). Um indicador do ponto de vista do edifício é apresentado em Sartori et al. (2012) e no relatório da

REHVA (2013): o índice de interação com a rede (grid interaction índex). O índice representa a

variabilidade da interação entre o edifício e a rede, sendo determinado através do cálculo do desvio- padrão da exportação líquida (diferença entre a energia exportada e a energia importada), normalizada pelo valor absoluto mais elevado. É de notar que o índice avalia apenas a variabilidade da interação, não quantifica os fluxos energéticos trocados entre a rede e o edifício. Um edifício em que a exportação (ou importação) de energia é quase constante é caracterizado por um índice de interação com a rede muito reduzido. Por outro lado, quando as flutuações são muito elevadas, ou seja, quando em determinadas alturas exportação líquida é muito elevada e noutras alturas é muito reduzida, o valor do índice será muito elevado.

Um indicador do ponto de vista da rede é a flexibilidade da interação com a rede (grid interation

flexibility), que consiste na capacidade do edifício de coincidir a geração local com as necessidades das

redes locais (índice relacionado com o conceito de redes inteligentes). Para determinar tal índice, é necessário não só conhecer o perfil de geração local (do “lado” do edifício) como também conhecer determinados informações do “lado” da rede, como por exemplo, as alturas em que existe défice de energia na rede.